機(jī)械工業(yè)信息研究院戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所副所長 鞠恩民

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美國再工業(yè)化對(duì)全球及我國裝備制造業(yè)的影響

機(jī)械工業(yè)信息研究院戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所副所長 鞠恩民

今天，我想談?wù)劽绹俟I(yè)化對(duì)全球及我國裝備制造業(yè)的影響，包括四個(gè)部分。第一部分，全球制造業(yè)發(fā)展及美國制造業(yè)的復(fù)蘇，第二部分，美國制造業(yè)回歸的戰(zhàn)略因素，第三部分，美國制造業(yè)回歸發(fā)展的特征，最后和大家分享機(jī)工智庫的一些措施建議。

一、全球制造業(yè)發(fā)展及美國制造業(yè)的復(fù)蘇

從全球范圍看，工業(yè)格局進(jìn)入了連續(xù)調(diào)整期。圖1展現(xiàn)了全球制造業(yè)規(guī)規(guī)模水平的格局變化。2000年，我國已經(jīng)排在第四位，2014年，我國已經(jīng)躍居全球第一位，制造業(yè)的體量已經(jīng)超過美國，成為全球第一制造大國，正努力向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，當(dāng)然這條路比較漫長和艱辛。近期制造業(yè)發(fā)達(dá)國家紛紛出臺(tái)了一些振興裝備制造業(yè)的計(jì)劃、規(guī)劃和措施建議，美國就發(fā)布了美國制造業(yè)促進(jìn)法案和先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃等一系列的規(guī)劃和措施。英國發(fā)布了英國制造2050，德國則是大家非常熟悉的工業(yè)4.0，法國發(fā)布了新的工業(yè)法國計(jì)劃，日本去年發(fā)布了機(jī)器人等高端制造業(yè)規(guī)劃，韓國也陸續(xù)出臺(tái)了振興制造業(yè)的一些計(jì)劃。

另一方面，高端裝備領(lǐng)域的增速加快，成為全球制造業(yè)的亮點(diǎn)。美國制造業(yè)生產(chǎn)力與創(chuàng)新聯(lián)盟在2015年發(fā)布報(bào)告提出，未來3年，美國信息裝備和工業(yè)裝備增長速度將會(huì)達(dá)到國內(nèi)GDP增速的4倍以上。從主要產(chǎn)品看，2020年全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到400億美元，復(fù)合增速達(dá)到7%，中國工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)復(fù)合增速有望連續(xù)超過20%。 2018年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到127億美元，2020年全球市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到212億美元，其增速將達(dá)到29%。2020年，全球PLC市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)285億美元,復(fù)合增速達(dá)到8.7%，DCS市場(chǎng)將達(dá)到816億美元，復(fù)合增速達(dá)到6.64%，PLM市場(chǎng)將達(dá)427億美元，復(fù)合增速達(dá)到9.16%。在我國具有優(yōu)勢(shì)的軌道交通裝備領(lǐng)域，2020年，全球市場(chǎng)規(guī)模將突破2000億美元。

圖1 全球制造業(yè)規(guī)模水平的格局變化

在新一輪的工業(yè)革命中，智能制造已經(jīng)成為了主導(dǎo)。2015年12月，我國已經(jīng)發(fā)布了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南，機(jī)工智庫預(yù)計(jì)，整個(gè)智能制造在未來會(huì)產(chǎn)生3710億美元的紅利。在一些發(fā)達(dá)國家，如韓國，他們規(guī)劃在2020年前打造10000個(gè)智能工廠，20人以上規(guī)模的工廠中，三分之一都升級(jí)為智能工廠。日本發(fā)布的機(jī)器人戰(zhàn)略提出了三大核心目標(biāo)：世界機(jī)器人創(chuàng)新基地，世界第一的機(jī)器人應(yīng)用國家，以及邁向世界領(lǐng)先的機(jī)器人新時(shí)代。美國則力推信息技術(shù)與智能制造技術(shù)的融合，建設(shè)智能制造平臺(tái)，推進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)化和工程化。德國實(shí)施工業(yè)4.0計(jì)劃。那從全球范圍看，金融危機(jī)給發(fā)達(dá)國家?guī)砹藝?yán)重地沖擊，美國和德國都出現(xiàn)了20%左右的下滑。金融危機(jī)后，美國和德國迅速恢復(fù)到金融危機(jī)前的水平。人們普遍認(rèn)為，德國強(qiáng)大的裝備制造業(yè)使得其能在金融危機(jī)后快速反彈，但數(shù)據(jù)顯示，美國的裝備制造業(yè)反彈的速度和幅度均超過德國。日本也有所恢復(fù)，但尚未達(dá)到金融危機(jī)前的制造水平。以裝備制造業(yè)最重要的機(jī)床產(chǎn)品為例，美國機(jī)床行業(yè)的PCT專利申請(qǐng)現(xiàn)在已經(jīng)升至全球的第二位。在機(jī)床領(lǐng)域，原始創(chuàng)新和核心專利技術(shù)，基本還是被美國、德國等國家所占據(jù)，日本主要是在應(yīng)用部分進(jìn)行了一些專利布局。

圖2 美德日三國裝備制造業(yè)生產(chǎn)指數(shù)

機(jī)工智庫長期跟蹤研究發(fā)達(dá)國家新興領(lǐng)域和高端環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)布局情況。美國為高端產(chǎn)業(yè)界定了明確的標(biāo)準(zhǔn)，一是每個(gè)產(chǎn)業(yè)工人的研發(fā)支出應(yīng)超過450美元，或者位于產(chǎn)業(yè)的前20%；二是產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍中獲得STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué))學(xué)位的人數(shù)必須高于全國平均水平，或在本產(chǎn)業(yè)中所占比重達(dá)到21%。同時(shí)符合這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)就是所謂的高端產(chǎn)業(yè)。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，美國的高端產(chǎn)業(yè)共包括50個(gè)行業(yè)，涉及先進(jìn)制造業(yè)35個(gè)、先進(jìn)能源行業(yè)3個(gè)和先進(jìn)服務(wù)業(yè)12個(gè)。這些高端產(chǎn)業(yè)是維持美國當(dāng)前發(fā)展和持久繁榮的關(guān)鍵，也最能支持和包容創(chuàng)新，并保持長期可持續(xù)增長。圖3是一些發(fā)達(dá)國家在新興領(lǐng)域和高端環(huán)節(jié)的布局情況。

石勇院長的報(bào)告中提到了先進(jìn)制造國家制造業(yè)的回流。根據(jù)埃森哲的一份報(bào)告，受訪的制造業(yè)經(jīng)理人中，61%有意向考慮將制造產(chǎn)能遷回美國，以便更好地匹配供應(yīng)地和需求地。以部分跨國企業(yè)為例，蘋果公司把部分蘋果電腦的制造，從中國轉(zhuǎn)回美國，工程機(jī)械領(lǐng)域的卡特彼勒，把倫敦的工廠撤回本地，并把設(shè)立在日本的部分設(shè)施也遷回美國，由此給美國帶來了4200個(gè)就業(yè)崗位，美國的福特汽車已陸續(xù)從中國、日本和墨西哥撤回了部分產(chǎn)能。英特爾公司不斷向美國本土的生產(chǎn)研發(fā)環(huán)節(jié)投入重金，2002年到2011年間，投入達(dá)到6800億美元，75%的產(chǎn)品在美國國內(nèi)生產(chǎn)，帶動(dòng)本土高薪崗位達(dá)到4.4萬個(gè)。甚至星巴克都把陶瓷杯的制造從中國撤到了美國中西部地區(qū)。

圖3 各發(fā)達(dá)國家布局新興領(lǐng)域和高端環(huán)節(jié)的情況

二、美國制造業(yè)回歸的戰(zhàn)略因素

首先分析制造業(yè)成本的變化，完全可以用“三十年河?xùn)|、三十年河西”來概括。目前我國制造業(yè)的成本不僅高于東南亞和東歐，甚至已經(jīng)達(dá)到了美國制造成本的90%以上，在珠三角和長三角這些相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，已經(jīng)相當(dāng)于美國制造業(yè)成本的95%。2004年到2014年，中國的年均工資增長率一直處于10%～20%這個(gè)區(qū)間。再來看看電價(jià)和生產(chǎn)率的分析，我國的電價(jià)要高于發(fā)達(dá)國家的平均水平。2014年OECD成員國工業(yè)平均電價(jià)為123.88美元/mW·h，而中國工商業(yè)平均電價(jià)折合139.43美元/mW·h，中國工商業(yè)電價(jià)高于經(jīng)合組織國家的平均水平，更是美國平均電價(jià)的兩倍。從生產(chǎn)率來看，雖然美國裝備制造業(yè)的工資是中國的6～7倍，但美國裝備制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率是中國的6倍以上，兩者相抵，中國裝備制造業(yè)在綜合成本上并不具備太大優(yōu)勢(shì)。隨著智能制造的發(fā)展和布局，美國的汽車、高端精密儀器等產(chǎn)業(yè)，效率會(huì)提高40%，將給中國制造業(yè)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

第二，分析自動(dòng)化和機(jī)器人的應(yīng)用水平。到2025年，制造業(yè)25%的工作將會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，全球各國家和地區(qū)制造業(yè)節(jié)省人力成本比重的均值是16%，韓國、日本、加拿大和美國節(jié)省得最多，制造業(yè)的機(jī)器人密度，韓國在全球排第一，第二名是日本。機(jī)器人系統(tǒng)的價(jià)格將持續(xù)下降，2025年將降至10萬美元左右，與此同時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)的性能將以每年5%的速度提升。有調(diào)查表明，年銷售額在1億美元以上的美國制造商中，72%已經(jīng)開始投資額外的自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)。

圖4 機(jī)器人系統(tǒng)的價(jià)格呈持續(xù)下降趨勢(shì)

從價(jià)值鏈角度分析，制造業(yè)對(duì)于美國經(jīng)濟(jì)的重要性，遠(yuǎn)比單純數(shù)據(jù)反映的要重要得多。美國官方的研究表明：1美元的產(chǎn)值會(huì)帶動(dòng)其他領(lǐng)域1.4美元的產(chǎn)出，據(jù)MAPI的測(cè)算，這一乘數(shù)效應(yīng)達(dá)到3.6，在工作崗位上的乘數(shù)效應(yīng)，制造業(yè)則達(dá)到了3.4。美國制造業(yè)規(guī)模占GDP總量僅為11%，但如果從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，由制造業(yè)所支撐的價(jià)值鏈的價(jià)值占到了美國GDP的三分之一，甚至連美國政府也只看到了“冰山一角”。正如石勇院長在報(bào)告中提到的，制造業(yè)是國家繁榮富強(qiáng)的基礎(chǔ)，制造業(yè)每年對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)值達(dá)到2萬億美元，占美國出口比重的60%，在一些私營領(lǐng)域的研發(fā)中占比高達(dá)3/4。通常一名美國制造工人每年能掙取7.8萬美元的薪資福利，而非制造行業(yè)平均待遇只有6.3萬美元。也就是說，制造業(yè)的工資水平要比其他產(chǎn)業(yè)高，像普惠這樣的航空航天公司是最成功的出口商之一，約90%在美國制造，超過80%銷往海外，實(shí)現(xiàn)了貿(mào)易順差。在美國制造業(yè)所創(chuàng)造的增加值中，勞動(dòng)者的報(bào)酬占到60%，資本報(bào)酬占38%，美國機(jī)械工業(yè)從業(yè)者小時(shí)薪酬約為20美元，大約高于制造業(yè)10個(gè)百分點(diǎn)。

哈佛大學(xué)豪斯曼（Hausmann）的研究結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)的復(fù)雜性與制造業(yè)知識(shí)、能力呈正相關(guān)，也就是說，這個(gè)國家制造的商品越復(fù)雜，技術(shù)含量越高，制造工藝越先進(jìn)，就越容易進(jìn)入一些新興領(lǐng)域，發(fā)展更先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)，這個(gè)國家的競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)更強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)就越發(fā)繁榮。從組裝玩具發(fā)展到組裝電視機(jī)，比從紡織工業(yè)躍升至航空航天工業(yè)更為容易。

圖5 制造業(yè)對(duì)上下游價(jià)值鏈的影響

三、美國制造業(yè)回歸發(fā)展的特征

圖6 美國制造業(yè)創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)

圖6是美國制造業(yè)創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)在美國已經(jīng)形成以政府、高校及科研機(jī)構(gòu)、應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)和服務(wù)機(jī)構(gòu)為主體的完整的先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新生態(tài)體系。政府是創(chuàng)新環(huán)境的提供者，通過資金投入、財(cái)稅政策和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等工作，營造整體的發(fā)展環(huán)境。高校及科研機(jī)構(gòu)是創(chuàng)新技術(shù)引擎，通過多學(xué)科、跨領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)研究，為創(chuàng)新提供源頭。應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)對(duì)接科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)，是創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化加速器。企業(yè)是創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主力軍。服務(wù)機(jī)構(gòu)為創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用研究及商業(yè)化提供咨詢、協(xié)調(diào)和評(píng)估等服務(wù)，是供應(yīng)鏈創(chuàng)新的重要力量。2015年9月，美國也推出了國家創(chuàng)新戰(zhàn)略，提出利用國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)來恢復(fù)美國在高精尖制造業(yè)創(chuàng)新中的領(lǐng)先地位，重新投資供應(yīng)鏈創(chuàng)新，并支持?jǐn)U大技術(shù)密集型制造業(yè)相關(guān)的一些企業(yè)。

從美國的發(fā)展看，制造業(yè)投資呈現(xiàn)兩化的態(tài)勢(shì)，即數(shù)字化和無形化。美國近年來投資的IT化走勢(shì)明顯，在上世紀(jì)80年代，美國在信息技術(shù)領(lǐng)域投資，購買軟件、計(jì)算機(jī)硬件和通訊設(shè)備等占總投資的比重為30%左右，在2010后這一比重則增長至50%以上。另外一個(gè)趨勢(shì)是無形化，美國制造業(yè)發(fā)展重心的轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，導(dǎo)致了美國制造業(yè)經(jīng)濟(jì)投資結(jié)構(gòu)的變化，從1979年開始，美國開始降低在有形資產(chǎn)上的投入，越來越多的投資側(cè)重于軟件、研究、開發(fā)、宣傳、管理和培訓(xùn)等方面，無形資產(chǎn)的投資比重持續(xù)加大。

圖7 美國制造業(yè)有形資產(chǎn)和無形資產(chǎn)投資變化

另外，美國和德國都是制造強(qiáng)國，但做法略有區(qū)別。德國擅長從工業(yè)技術(shù)這一端發(fā)力，美國依靠強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)從信息端發(fā)力，像智能機(jī)器人技術(shù)、3D打印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)等等。在3D打印方面，美國占據(jù)了全球3D打印30%以上的市場(chǎng)，處于領(lǐng)導(dǎo)者地位。美國政府也積極搭建數(shù)字化制造平臺(tái)為企業(yè)服務(wù)，實(shí)施數(shù)字化制造計(jì)劃，構(gòu)建合力,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)的群體突破。

2014年2月， “數(shù)字制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)”（DMDII）由美國國防部牽頭組建成立。該機(jī)構(gòu)主要研究數(shù)字化數(shù)據(jù)在產(chǎn)品全生命周期中的交換和在供應(yīng)鏈間的流動(dòng)，推進(jìn)數(shù)字化和智能化制造。該機(jī)構(gòu)目前擁有80多家成員，包括波音、洛克希德·馬丁、通用電氣、羅爾斯·羅伊斯、西門子和微軟等企業(yè)，還包括政府機(jī)構(gòu)、院校、研究所和商業(yè)組織。同時(shí)，構(gòu)筑數(shù)字化制造生態(tài)圈。以開源技術(shù)牽引上下游垂直式生態(tài)圈，圍繞系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件平臺(tái)源代碼等關(guān)鍵技術(shù)開放開源，形成了產(chǎn)業(yè)上下游不同領(lǐng)域、不同主體間的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并促成產(chǎn)品開發(fā)合作。如NASA發(fā)起的開源云計(jì)算管理平臺(tái)項(xiàng)目OpenStack，擁有來自176個(gè)國家的3萬名成員，獲得500多家企業(yè)的支持，云計(jì)算上下游軟硬件企業(yè)和非龍頭公云廠商圍繞相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品架構(gòu)，形成了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈體系。

另外一個(gè)特點(diǎn)是“由軟到硬、由硬到軟”。谷歌公司是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，現(xiàn)在開始進(jìn)行智能機(jī)器人、無人駕駛、無人機(jī)和智能家居等領(lǐng)域的布局，這是從硬到軟。GE公司則開始編造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，加快從制造端走向信息端，GE在全球雇傭了一萬名軟件工程師，以工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)發(fā)展軟件和數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)。機(jī)工智庫預(yù)計(jì)，美國將會(huì)涌現(xiàn)出一批兩棲型企業(yè)，硬件的系統(tǒng)集成企業(yè)大力發(fā)展軟件，而軟件的系統(tǒng)集成企業(yè)大力進(jìn)軍硬件。類似的例子還有很多，農(nóng)業(yè)機(jī)械巨頭約翰迪爾（John Deere）推廣精智農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)（FarmSightTM），通過安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備上的傳感器采集土壤條件、氮磷鉀含量和作物生長等數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)化肥和農(nóng)藥的需求，從而搭建起農(nóng)民和化肥、農(nóng)藥供應(yīng)商的溝通、供應(yīng)平臺(tái)，完成從農(nóng)機(jī)制造商到農(nóng)作物生長管理服務(wù)商的轉(zhuǎn)型。

四、機(jī)工智庫：發(fā)展我國制造業(yè)的一些措施建議

（1）加快實(shí)施科技重大專項(xiàng)。繼續(xù)實(shí)施高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)，調(diào)整專項(xiàng)概算，加大資金支持，服務(wù)領(lǐng)域由航空航天、汽車、發(fā)電設(shè)備和船舶等擴(kuò)大到《中國制造2025》的十大重點(diǎn)領(lǐng)域。盡快啟動(dòng)實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)。

（2）啟動(dòng)實(shí)施專用設(shè)備短板攻關(guān)工程。設(shè)立短板設(shè)備攻關(guān)專項(xiàng)資金，支持對(duì)通用裝備進(jìn)行二次開發(fā)，鼓勵(lì)研發(fā)適合細(xì)分領(lǐng)域用戶工藝特點(diǎn)的專用短板設(shè)備。

（3）加快建設(shè)一批制造業(yè)創(chuàng)新中心。啟動(dòng)機(jī)器人、智能制造、增材制造和高檔數(shù)控機(jī)床等國家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)，向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者、中小企業(yè)開放科研機(jī)構(gòu)、大型企業(yè)創(chuàng)新試驗(yàn)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵(lì)大企業(yè)、研究院所向中小企業(yè)提供技術(shù)支持。

（4）啟動(dòng)實(shí)施工業(yè)強(qiáng)基工程。加強(qiáng)應(yīng)用牽引，平臺(tái)支撐，主配牽手，聯(lián)合攻關(guān)，重點(diǎn)突破一批標(biāo)志性核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和先進(jìn)基礎(chǔ)工藝。

（5）培育發(fā)展服務(wù)型制造。鼓勵(lì)企業(yè)加快發(fā)展個(gè)性化定制服務(wù)和全生命周期管理等在線支持服務(wù)。支持企業(yè)由提供機(jī)械設(shè)備向提供系統(tǒng)集成總包服務(wù)轉(zhuǎn)變，由提供產(chǎn)品向提供整體解決方案轉(zhuǎn)變，由預(yù)防性服務(wù)向預(yù)測(cè)性服務(wù)轉(zhuǎn)變。